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面向光伏发电与储能的直流微电网的功率控制方法与设备与流程

2026-03-07 11:20:06 418次浏览

技术特征:

1.面向光伏发电与储能的直流微电网的功率控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,光伏阵列的等效电路模型包括串联电阻rs、等效分流电阻rsh以及二极管d,具体如下所示:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,将等效电路模型采用四参数模型,依据且远小于二极管d正向导通电阻,将公式(1)和(2) 进行简化如下所示:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,标况下,以温度和光照为影响因子进行修正,得修正后的光伏参数公式,分别为短路电流、开路电压、最大功率点电流最大功率点电压,修正后的光伏参数公式如下表示:

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在电池管理系统连接一个双向变换器,用于在最大功率点太阳将能光伏阵列发出的功率转变成最大功率并输送给直流母线,供直流母线负载用,并且该双向变换器调节直流母线电压,使直流母线稳压,并控制来自bess的功率流具体包括:

6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,基于功率控制算法追踪光伏阵列的最大功率点,测量电池的荷电值、光伏阵列输出功率和直流母线负载需求功率,根据荷电值与最低荷电值和最高荷电值大小以关系以及光伏阵列输出功率和直流母线负载需求功率大小以关系,确定电池是否处于电池充电模式、电池放电模式或理想电池模式。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,基于功率控制算法追踪光伏阵列的最大功率点具体包括:

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,采样光伏电池在n点的电压u(n)和电流i(n),计算p(n)=u(n)* i(n),判断p(n)是否大于光伏电池在n-1点的输出功率p(n-1);

9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,当光伏阵列输出功率大于负载需求功率,且电池的荷电值低于最高荷电值时,双向变换器作为升压变换器,升压变换器将在mppt模式下工作,以产生最大功率,为直流母线负载提供电力,并提供多余的电力给电池充电,此时为处于电池充电模式。

10.如权利要求6所述的方法,其特征在于,当光伏阵列输出功率低于直流母线负载需求功率,且电池的荷电值大于最低荷电值时,双向变换器作为升压变换器,升压变换器将在mppt模式下运行,根据光伏阵列容量提供最大功率,而剩余的负载需求由电池提供,此时为处于电池放电模式。

11.如权利要求6所述的方法,其特征在于,当光伏阵列输出功率大于直流母线负载需求功率,且电池的荷电值大于最高荷电值时,产生的剩余电力通过增加系统的直流母线负载来消耗,或者双向变换器作为升压变换器,升压变换器在lprm模式下运行,其中太阳能控制器根据负载需求提供电力。

12.面向光伏发电与储能的直流微电网的功率控制设备,其特征在于,包括:

13.如权利要求12所述的设备,其特征在于,光伏阵列的等效电路模型包括串联电阻rs、等效分流电阻rsh以及二极管d,具体如下所示:

14.如权利要求13所述的设备,其特征在于,将等效电路模型采用四参数模型,依据且远小于二极管d正向导通电阻,将公式(1)和(2) 进行简化如下所示:

15.如权利要求14所述的设备,其特征在于,标况下,以温度和光照为影响因子进行修正,得修正后的光伏参数公式,分别为短路电流、开路电压、最大功率点电流最大功率点电压,修正后的光伏参数公式如下表示:

16.如权利要求12所述的设备,其特征在于,在电池管理系统连接一个双向变换器,用于在最大功率点太阳将能光伏阵列发出的功率转变成最大功率并输送给直流母线,供直流母线负载用,并且该双向变换器调节直流母线电压,使直流母线稳压,并控制来自bess的功率流具体包括:

17.如权利要求16所述的设备,其特征在于,基于功率控制算法追踪光伏阵列的最大功率点,测量电池的荷电值、光伏阵列输出功率和直流母线负载需求功率,根据荷电值与最低荷电值和最高荷电值大小以关系以及光伏阵列输出功率和直流母线负载需求功率大小以关系,确定电池是否处于电池充电模式、电池放电模式或理想电池模式。

18.如权利要求17所述的设备,其特征在于,基于功率控制算法追踪光伏阵列的最大功率点具体包括:

19.如权利要求17所述的设备,其特征在于,采样光伏电池在n点的电压u(n)和电流i(n),计算p(n)=u(n)* i(n),判断p(n)是否大于光伏电池在n-1点的输出功率p(n-1);

20.如权利要求17所述的设备,其特征在于,当光伏阵列输出功率大于负载需求功率,且电池的荷电值低于最高荷电值时,双向变换器作为升压变换器,升压变换器将在mppt模式下工作,以产生最大功率,为直流母线负载提供电力,并提供多余的电力给电池充电,此时为处于电池充电模式。

21.如权利要求17所述的设备,其特征在于,当光伏阵列输出功率低于直流母线负载需求功率,且电池的荷电值大于最低荷电值时,双向变换器作为升压变换器,升压变换器将在mppt模式下运行,根据光伏阵列容量提供最大功率,而剩余的负载需求由电池提供,此时为处于电池放电模式。

22.如权利要求17所述的设备,其特征在于,当光伏阵列输出功率大于直流母线负载需求功率,且电池的荷电值大于最高荷电值时,产生的剩余电力通过增加系统的直流母线负载消耗,或者双向变换器作为升压变换器,升压变换器在lprm模式下运行,其中太阳能控制器根据负载需求提供电力。

23.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一项所述方法的步骤。

24.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种面向光伏发电与储能的直流微电网的功率控制方法与设备包括:在电池管理系统连接一个双向变换器,用于在最大功率点太阳将能光伏阵列发出的功率转变成最大功率并输送给直流母线,供直流母线负载用,并且该双向变换器调节直流母线电压,使直流母线稳压,并控制来自BESS的功率流,其中BESS是电池储能系统。本发明,研究和分析小户孤立直流微电网的运行,并特别关注电池储能系统。通过分析得到了系统的功率损耗,并讨论了控制算法以实现最大效率和直流母线稳压。对电池参数进行了评估,以实现电池的最佳运行。选择适当的电池规格可以提高电池容量,提高电池性能,延长电池寿命。

技术研发人员:孟庆霖,游国栋,王剑晓,李鹏,冀浩然,于浩,何旭亚,赵金,药炜,保承家,郭磊,周飞,翟士君,李霜,贺莹
受保护的技术使用者:天津电力工程监理有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/10
文档序号 : 【 40281880 】

技术研发人员:孟庆霖,游国栋,王剑晓,李鹏,冀浩然,于浩,何旭亚,赵金,药炜,保承家,郭磊,周飞,翟士君,李霜,贺莹
技术所有人:天津电力工程监理有限公司

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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孟庆霖游国栋王剑晓李鹏冀浩然于浩何旭亚赵金药炜保承家郭磊周飞翟士君李霜贺莹天津电力工程监理有限公司
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